世界首款内置 SiC CMOS 门驱动器的 SiC 功率模块实现电机驱动

来源：AIST新闻

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·实现了内置 SiC CMOS 门驱动器的功率模块的电机驱动。

·独特的门驱动方法可降低噪声，有助于提高电机系统的可靠性。

·仅通过更换当前功率模块，开关运行期间的能量损耗可降低至大约十分之一。

采用SiC CMOS门驱动器的功率模块电机系统

*引用和修改了原文件中的数字。 

日本国立先进工业科学技术研究院（AIST）研究人员与株式会社明电舍（Meidensha）合作，首次在全球实现了内置 SiC CMOS 门驱动器的 SiC 功率模块（以下简称 “SiC CMOS 功率模块” —— 即将碳化硅（SiC）器件与互补金属氧化物半导体（CMOS）电路相结合，用于精确高效开关控制的功率模块）的电机驱动。

由于其出色的节能性能，SiC（碳化硅）功率器件被应用于对高效率要求较高的领域，如电动汽车和混合动力汽车的电机驱动控制。然而，目前的 SiC 功率器件仅用于极低速开关运行，未能充分发挥其固有的节能性能。

AIST 一直致力于利用 SiC CMOS 门驱动器开发 SiC 功率器件的高速开关运行技术。此次，AIST 和明电舍通过从基础器件技术到电机系统应用的联合研究，首次在全球成功利用 SiC CMOS 功率模块驱动电机。通过独特的门驱动方法降低噪声，仅通过更换当前 SiC 功率模块为 SiC CMOS 功率模块，即可将开关运行期间的能量损耗（开关损耗）降低至大约十分之一，同时提高电机系统的可靠性。SiC CMOS 功率模块是一种面向未来应用的新功率模块。

该研究成果于 2025 年 3 月 20 日在 2025 年日本电气工程师学会全国大会上进行了详细介绍。

碳化硅功率器件有望在许多需要提高能量效率的领域得到应用。这些功率器件通过反复开关进行功率转换，这种开关操作过程中产生的能量损耗称为开关损耗，可以通过提高功率器件的开关速度（即实现高速开关操作）来降低。碳化硅功率器件具有高速开关操作和较高的节能性能。然而，目前的SiC功率器件仅用于极低的开关速度，限制了其充分发挥潜力。其中一个主要原因是，由于高速开关操作产生的噪声，SiC功率器件在当前的栅极驱动方法下发生故障的风险。因此，迫切需要开发一种新型的门极驱动方法，以降低高速开关操作过程中的噪声，并将其应用于电机系统。

编译：陈香凝